浅析我国基础设施建设与环境保护的矛盾

浅析我国基础设施建设与环境保护的矛盾

近年来，国家在道路基础设施建设方面发挥了重要作用。截至2005年底,全国公路总里程达到193.05万km,其中高速公路41005km、一级公路38381km、二级公路246442km。伴随着西部大开发和建设东北老工业基地步伐的加快,公路建设中将涉及大量的边坡工程。防止水土流失,恢复坡面植被,保护生态环境,已成为非常迫切的问题。1植被保护理论1.1高速公路边坡的植物护坡作用降雨对坡面的侵蚀有三个过程:首先是雨滴击溅侵蚀,进而形成片状水流侵蚀,最后在水流集中处出现细沟侵蚀,其中以细沟侵蚀破坏作用最强,细沟逐步加大形成较大的冲沟,引起坡面滑坍等破坏。植物对坡面的防护,主要表现在拦截雨水、减缓迁流和保护土壤,具体包括:(1)缓和雨水的冲击,植物的茎叶及枯枝落叶层能拦截雨滴,起到消能作用,降低了雨滴对坡面的冲击;(2)增大入渗量,相应地减少了坡面径流量,随着覆盖度增加,入渗量也随之增大,而坡面径流量和径流速度相应随之减少。这是由于植物的枯枝落叶在地面形成松散覆盖层,植物的根系在土壤中形成了大小不一、纵横交错的孔道,植物的残体为土壤制造了的腐殖质,增加了土壤的团粒结构,大大增强了土壤透水能力,相应地减少了坡面径流,同时也大大减缓了坡面径流的流速,降低了雨水的侵蚀作用强度;(3)支撑作用,植物根系交织形成子巨大的根系网络,在土壤表层形成网状结构,将其周围土壤缚紧,使得坡面20cm左右深度范围内形成了一个加筋整体。因而在坡面上建植植被对坡面表面具有较好的护坡作用。植物的水文生态功能:植物的水文生态功能有垂直截留和蓄水等作用。植物的垂直截留作用,它含有树冠层、灌木草本层、枯枝落叶的截面,枯叶落叶层和腐殖质层的保水作用。虽然植物防护优点明显,但是公路边坡植物防护仍然存在局限性。植被的覆盖增加了地表粗糙度和土层的渗透性,导致土层渗透能力的增加,提高了土体的孔隙水压力。1.2影响道路边缘的植物保护因素1.2.1不同土层深度木本植物的生长情况每一种植物的根系深度是不同的,对于草本植物,其总根数的90%集中分布在0～30cm的土层内,30～70cm土层内根数占总根数的8%,70cm以下土层仅占总根数的2%;而木本植物根系中,最深的主直根型根到达的土层深度也只是3～5m。越深的根系就能加固到越厚的土层,由于大多植物的根系深度都在1.5m以内,所以植被根系加固深度是有限的。但这不代表所有边坡都种主根系发达的木本植物为佳,由于生长速度、土层厚度、环境气候等因素,许多情况仍然选择须根强大、生长快、覆盖率高的草本植物。1.2.2饱和土壤边坡大部分长有植被的土壤边坡,都是在地下水位之上的,属于不饱和土壤边坡。因为绝大多数植物不能长期在饱和土壤里生存。但地下水位的深度却对边坡加固有很大的影响。2植被保护边缘的方法2.1边坡防护与护坡人工种草护坡,是通过人工在边坡坡面简单播撒草种的一种传统边坡植物防护措施。多用于边坡高度不高、坡度较缓且适宜草类生长的土质路堑和路堤边坡防护工程。具有施工简单、造价低廉等特点。但由于草籽播撒不均匀,草籽易被雨水冲走,种草成活率低等原因,往往达不到满意的边坡防护效果,而造成坡面冲沟,表土流失等边坡病害,导致大量的边坡病害整治、修复工程,使得该技术近年应用较少。2.2铺地的护坡管理铺草皮护坡是将培育的生长优良健壮的草坪,用平板铲起或用起草皮机铲起,运至需绿化的坡面,按照一定大小规格重新铺植,使坡面迅速成草坪的护坡绿化技术。铺草皮成坪时间短,草种从播种到成坪一般只要一至两个月,同时护坡功能见效快,施工季节限制少,早春、夏末秋初都是较好的施工季节。但铺草皮护坡管理养护难度大,新铺的草皮容易遭受各种灾害,如病虫害、缺水肥等。平铺草皮易被冲走,且成活率低,工程质量往往难以保证,达不到满意的边坡防护效果,而造成坡面冲沟,表土流失、坍滑等边坡病害,导致大量的边坡病害整治、修复工程。近年来,由于草皮来源紧张,使得平铺草皮护坡的作用逐渐受到了限制。2.3复合定位工序植生带是采用专用机械设备,依据特定的生产工艺,把草种、肥料、保水剂等按一定的密度定植在可自然降解的无纺布或其它材料上,并经过机械的滚压和针刺的复合定位工序,形成的一定规格的产品。植生带置草种与肥料一体,播种施肥均匀,数量精确,草种肥料不易移动,植生带具有保水和避免水流冲失草种的性质,草种出苗率高、出苗整齐、建植成坪快,采用可自然降解的纸或无纺布等作为底布,与地表吸附作用强,腐烂后可转化为肥料,植生带体积小、重量轻,便于储藏,可根据需要常年生产,生产速度快,产品成卷入库,贮存容易,运输搬运轻便、灵活,施工省时、省工操作简便,并可根据需要任意剪裁。2.4喷播植草技术液压喷播植草技术是利用液态播种原理,将试验确认适用、生命力强、且能满足各种绿化功能的植物种子经科学处理后与肥料、防土壤侵蚀剂、内覆纤维材料、保水剂、色素及水等按一定比例放入混料罐内,通过搅拌器将混合液搅拌至全悬浮状后,利用离心泵把混合液导入消防软管,经喷枪喷播在欲建边坡裸地,形成均匀覆盖层保护下的草种层。利用混合液中的纤维、防土壤侵蚀剂所形成的半渗透覆盖层和外铺无纺布覆盖层的防护作用,保证植物种子遇刮风、降雨不流失,同时,减少水分蒸发,给种子发芽提供水分、养份和遮荫条件,创造植物种子的适生初始条件,促使其生根发芽、生长发育。利用植物具有的“土生土长”、“劣境锻炼则生命力强”等特性,以及向光、向水、向土、向肥四个“向性”和植物生长的连续性和长期性,根据其生长情况进行适当浇水、施肥、除病虫等养护工作,促使植物适应环境而健壮生长。利用植物的截流作用及植物发达根系的固土作用和水分渗入土壤的引导作用,减少和减缓地表径流量和流速,达到持久防止表土侵蚀、涵养水源、恢复生态植被的目的。液压喷播植草技术施工效率高,成本低,如铺10000m2草皮需要77个工日,而液压喷播一台机器仅需1～2d。而且液压喷播的单价仅为5～10元/m2。同时,草坪覆盖度、均匀度大,质量高,但是机械化程度高,技术含量高不适合零星边坡施工。2.5维网与平面网的比较三维植被网是以热塑性树脂为原料,经挤出、拉伸等工序形成相互缠绕,在结点上相互熔合,底部为高模量基础层的三维立体结构网垫。三维植被网面层外观凹凸不平,质地疏松、柔韧、有合适的高度(15mm左右)和空间,留有90%以上的空间可填充并贮存泥土和沙粒,底网强度较高,可防止坡体下滑。试验测得,三维网与平面网相比具有更好的固土阻滞效果。三维网是平面网的更新换代产品。植物的根系可以穿过网孔,舒适整齐均衡地生长,长成后的草皮使网垫、草皮、泥土表层牢固地结合在一起,形成坚固的绿色复合保护层,从而保护路堤,维护路基稳定。草皮没有形成以前可以保护坡面免遭风雨的侵蚀,可以牢固地保持草籽均匀地分布在坡面上,免受风吹雨冲而散失,其表面粗糙凹凸,使风、水流在网垫表面产生无数的小漩涡起到消能作用,植物生长状况较差的年份,三维网与根系、土壤依然能形成一个强有力的护坡面壳。三维植被网护坡具有以下优点:(1)固土性能优良:由于网包的作用,能降低雨滴的冲击能量,并通过网包阻挡坡面雨水的流速,从而有效地抵御雨水的冲刷。(2)消能作用明显:网包中的充填物(土颗粒、营养土及草籽等)能被很好的固定,这样在雨水的冲蚀作用下就会减少流失。(3)在边坡表层土中起着加筋加固的作用,从而有效地防止了表面土层的滑移。(4)三维植被网保温功能良好,无论冷季型草种还是暖季型草种,其发芽和生长需要一个适宜的温度区间。2.6喷播绿化护坡技术挖沟植草护坡是指在坡面上按一定的行距人工开挖楔形沟,在沟内回填改良的土,并铺设三维植被网,然后进行喷播绿化的一种护坡技术。该护坡方法适应范围广,不仅可用于坡率1:1.0的较陡边坡,还可用于泥岩页岩等软岩边坡。挖沟植草护坡具有三维植被网护坡的优点,如固土性能优良,消能作用明显,网络加筋突出和保温功能良好等。还具有液压喷播植草护坡的优点,如成坪速度